非对称V型内置式永磁同步电机的多目标优化设计

为降低电机转矩脉动,首先提出一种五相40槽8极的非对称V型内置式永磁同步电机。在此基础上,为准确获取电机的最优参数值,提升电机转矩性能,以降低转矩脉动和提高输出转矩为优化目标,提出一种基于参数分层设计与响应曲面法相结合的多目标优化方法。通过分析优化前后非对称电机的电磁性能可知,采用改进后的非对称转子结构能有效降低电机转矩脉动。与非对称、偏移极转子结构样机相比,所提出的基于多目标优化方法设计的非对称V型内置式永磁同步电机能够在降低转矩脉动的同时提高转矩密度。

基于折射-反射-折射结构的LED准直系统设计

为解决LED作为朗伯光源难以直接应用的问题,运用非成像光学设计理论,提出一种面向大功率LED的准直系统设计方法,采用折射-反射-折射式(RXR)的光学系统对LED大角度范围内的出射光收集并准直,得到较小发散角度的准直光束。首先利用光学扩展量守恒定律、边缘光学原理以及同步多曲面(SMS)设计方法计算系统轮廓曲线上点的坐标,然后在SolidWorks中对坐标点进行拟合得到轮廓曲线,进而得到整个系统模型及适合数控加工的面型数据,其出光口径为50mm。借助光学仿真软件TracePro进行模拟,发现光束发散半角在±1.3°左右,能量利用率在90%以上。结果表明,用该种方法设计的准直系统结构简单,体积小,便于应用,有效实现对LED出射光的收集和准直。

LED二次光学设计

本文以LED二次光学设计为主线。首先介绍了LED在照明领域的一些独特的优点。对非成像光学系统中关于光度学的一些相关理论知识进行了概述。然后对二次光学设计的几种方法进行分析与比较。最后,对二次光学设计今后的发展方向做出了展望。

基于TIR透镜的LED光源准直输出探究

为了解决LED光线发散角大、利用率不高的问题,本文运用非成像光学理论,提出了一种基于全内反射(TIR)透镜的准直系统。根据边缘光线原理及同步多曲面(SMS)设计法,利用Matlab软件进行数值仿真,得到多个离散点的坐标值,然后将坐标值导入SolidWorks中进行拟合得到轮廓曲线,将轮廓曲线绕主轴旋转360°即可得到TIR透镜的三维模型,最后将模型导入Tracepro中进行模拟仿真。仿真结果表明:该系统能有效实现对LED出射光线的准直,光能利用率达到90.33%,光束发散角在±8°左右。

一种主次镜组合LED准直照明系统设计与分析

为使LED光源实现特定范围内的均匀照明,提出了一种由复合抛物面集光器和自由曲面透镜结合的主次镜两级准直照明设计方法。该方法可将照明系统出射角控制在±5°~±15°范围内,并在目标区域内实现均匀照明。仿真结果显示:系统出射角在±5°~±15°范围内,理想情况下该系统的能量利用率和照明均匀度均可达85%以上;同时,系统的照明均匀度不会随照明距离的改变发生显著变化,在实际应用中可通过改变照明距离来改变光斑大小和光斑照度。